CN109164676A - 压印模板和压印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种压印模板和压印方法，属于压印技术领域，其可至少部分解决现有的压印模板在进行压印时压印胶材成型后压印结构的高度损失的问题。本发明的压印模板包括结构层，结构层用于形成压印图案，压印模板还包括震荡部件，震荡部件用于带动结构层沿结构层的高度方向震荡。

Description

压印模板和压印方法
技术领域
本发明属于压印技术领域，具体涉及一种压印模板、一种压印方法。
背景技术
压印技术的最小图案尺寸现在已经能做到5nm以下。其在显示、传感器、医疗设备等的制造领域发挥的作用潜力巨大。
通常将压印胶材压入压印模板的结构层中，从而利用结构层的图案形成压印胶材的图案(当然二者的图案是正好互补的)，之后将压印胶材固化，最后将固化的压印胶材与压印模板分离(也称脱模)。
现有技术中至少存在如下问题：在将压印胶材压入压印模板时，压印胶材与压印模板之间容易残留空气，这些残留的空气导致压印胶材不能完全填充进压印模板的结构层中，最终得到的压印胶材成型后的压印结构的高度并不是预期的高度，会出现一定的损失。
发明内容
本发明至少部分解决现有的压印模板制得的压印结构高度损失的问题，提供一种压印模板、一种压印方法、一种压印模板的制造方法。
根据本发明第一方面，提供一种压印模板，包括结构层，结构层用于形成压印图案，压印模板还包括震荡部件，震荡部件用于带动结构层沿结构层的高度方向震荡。
可选地，还包括支撑层，所述结构层设置在支撑层上，所述震荡部件具体用于带动支撑层震荡而实现所述结构层的震荡。
可选地，所述震荡部件包括叠置的第一电极层、压电材料层、第二电极层，其中，第二电极层与所述结构层固定连接。
可选地，所述压印模板包括支撑层，所述结构层设置在支撑层上，所述震荡部件具体用于带动支撑层震荡而实现所述结构层的震荡，所述第二电极层设置在所述支撑层的背离所述结构层的表面上。
可选地，所述第一电极设置在基底上。
可选地，还包括覆盖所述结构层的抗粘性材料膜。
根据本发明第二方面，提供一种压印方法，应用于本发明第一方面的压印模板，所述压印方法包括：在将压印胶材压入所述结构层并且在将压印胶材压入所述结构层的底部之前的过程中的至少部分时段内，控制所述震荡部件带动所述结构层震荡。
可选地，所述压印方法还包括：在将压印胶材压入所述结构层后对压印胶材进行固化，并在将所述压印胶材与所述结构层脱模前，控制所述震荡部件带动所述结构层震荡。
可选地，所述控制所述震荡部件带动所述结构层震荡包括：向所述第一电极层和所述第二电极层之间施加交流电压。
可选地，所述震荡部件产生的震荡的频率在2到8GHz之间。
根据本发明第三方面，提供一种压印模版的制造方法，包括：形成相连的震荡部件与结构层，其中，结构层用于形成压印图案，震荡部件用于带动结构层产生震荡。
可选地，所述形成相连的震荡部件与结构层具体包括：形成相连的所述震荡部件与支撑层；在支撑层的裸露的表面上形成所述结构层。
可选地，所述形成相连的震荡部件与支撑层包括：在基底上依次形成第一电极层、压电材料层、第二电极层和支撑层；所述在支撑层的裸露的表面上形成所述结构层包括：利用构图工艺在所述支撑层背离第二电极层的表面上形成所述结构层。
可选地，在形成所述结构层之后，所述制造方法还包括：形成覆盖所述结构层的抗粘性材料膜。
附图说明
图1为本发明的实施例的压印模板的结构示意图；
图2为将压印胶材压入图1所示压印模板过程中状态示意图；
图3将压印胶材完全压入图1所示压印模板后的状态示意图；
图4为将压印胶材脱模前的准备工作示意图；
图5为图1所示压印模板在其制造的第一阶段的结构示意图；
图6为图1所示压印模板在其制造的第二阶段的结构示意图；
其中，附图标记为：1、结构层；2、震荡部件；21、第一电极；22、压电材料层；23、第二电极；3、支撑层；4、抗粘性材料膜；100、压印胶材；200、驱动结构；S、基底。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
参见图1，本实施例提供一种压印模板，包括结构层1，结构层1用于形成压印图案，压印模板还包括震荡部件2，震荡部件2用于带动结构层1沿结构层1的高度方向震荡。
具体地，参见图2，当压印胶材100被朝向结构层1挤压时，压印胶材100进入结构层1中的空隙，从而由结构层1的结构决定了压印胶材100脱模后的结构，二者的外形正好是互补的。
由震荡部件2带动结构层1沿其高度方向震荡，可以使得在压印胶材100被挤压入结构层1的空隙时，压印胶材100与结构层1之间残留的空气更容易地排出去，从而有利于较小压印胶材100脱模后的高度的损失。
应当尽量避免结构层1沿与其高度方向垂直的方向(横向)
震荡，从而避免对最终压印胶材100的形状的影响。但轻微的横向震荡是能够被接受的。这是由于压印胶层100在被压入结构层1时仍处具有一定的流动性。
可选地，还包括支撑层3，结构层1设置在支撑层3上，震荡部件2具体用于带动支撑层3震荡而实现结构层1的震荡。
也即是结构层1设置在支撑层3上，由震荡部件2带动支撑层3震荡，进而支撑层3带动结构层1进行震荡。
当然震荡部件2也可以是与结构层1直接接触，或者通过其他类型的结构实现震荡的传递。
可选地，震荡部件2包括叠置的第一电极层21、压电材料层22、第二电极层23，其中，第二电极层23与结构层1固定连接。
具体地，参见图1，这里第二电极层23是通过支撑层3与结构层1固定连接的。当然第二电极层23也可以通过其他类型的结构与结构层1固定连接，或者二者直接接触地固定连接。
以图1所示结构为例，压电材料层22在外界电压的作用下可以发生膨胀或收缩，这取决于其被施加的电压的极性。在后续应用中，可向第一电极和第二电极之间通入交变电压，从而使压电材料层22产生高频的机械震荡，这种机械震荡通过第二电极层23传递到支撑层3，再由支撑层3将震荡传递至结构层1。
可选地，对于前述震荡部件2通过支撑层3与结构层1固定连接的实施方式，参见图1，第二电极层23设置在支撑层3的背离结构层1的表面上。也即是第二电极层23与结构层1分别设置在支撑层3相对的两个表面上。当然第二电极层23也可以是与结构层1设置在支撑层3的同一表面上，此时二者占据该表面的不同区域。
可选地，第一电极21设置在基底S上。在这种实施方式中，第一电极21是通过诸如沉积等的工艺生长在基底S上的。
在另外一种实施方式中，参见图3和图4，第一电极21可以是相对厚且平整的金属板，这样第一电极21无需基底S的支撑。
可选地，还包括覆盖结构层1的抗粘性材料膜4。抗粘性材料膜4可以使得在压印胶材100脱模时更容易地与压印模板分离。
实施例2：
本实施例提供一种压印方法，应用于本发明实施例1的压印模板，压印方法包括：在将压印胶材100压入结构层1的过程中并且在将压印胶材100压入结构层1的底部之前的至少部分时段内，控制震荡部件2带动结构层1震荡。
例如采用驱动结构200将压印胶材100压入结构层1。压印胶材100具体例如是紫外压印胶材(包括丙烯酸酯、环氧树脂、乙烯基醚中的任一种)，其中还掺有光引发剂和其他有机添加剂。这类压印胶材100需要在紫外线光照下固化。压印胶材100又例如是热固化型的材料(例如包括聚二甲基硅氧烷、热固化剂及有机添加剂等)。这类压印胶材100需要加热处理而固化。
具体地，参见图2，通过向第一电极层21和第二电极层23之间施加交流电压的方法产生震荡，在将压印胶材100压入结构层1的过程中这种震荡有利于压印胶材100与压印模版之间残留的空气的排出。
压印胶材100压入结构层1后的状态参见图3，二者之间的空气被充分地排出。即便二者之间的空气没有被完全排出，相较于现有技术，残留的空气量也会得到减少。
可选地，压印方法还包括：在将压印胶材100压入结构层1后对压印胶材进行固化，并在将压印胶材100与结构层1脱模前，控制震荡部件2带动结构层1震荡。
具体地，参见图4，在将压印胶材100压入结构层1后，需对压印胶材100进行固化，完成固化之后，通过向第一电极层21和第二电极层23之间施加交流电压的方法产生震荡，由于压印胶材100和压印模板材料性能的差异，二者的震荡是不同步的，这样容易在压印胶材100与压印模板的结构层1之间产生缝隙，从而有利于压印胶材100与的结构层1之间的分离。
随后由驱动结构200带动压印胶材100脱离压印模板。
震荡部件2产生的震荡的频率优选在2到8GHz之间，如此震荡频率足够高，更有利于压印胶材100的填充以及顺利地脱模。
此外震荡部件产生的震荡的振幅应当控制在一定幅度内，过大会破坏压印胶材100的形状，过小无法达到排出残留空气或者促进压印胶材100与结构层1分离的目的。具体可通过实验确定。
实施例3：
本实施例提供一种压印模版的制造方法，包括：形成相连的震荡部件2与结构层1，其中，结构层1用于形成压印图案，震荡部件2用于带动结构层1产生沿结构层1高度方向的震荡。
也即是在制造压印模板时，将能够产生机械震荡的震荡部件2与结构层1二者之间固定连接。从而震荡部件2产生的机械震荡能够传递到结构层1。震荡部件2产生的机械震荡优选是沿结构层1的高度方向的。
可选地，形成相连的震荡部件2与结构层1具体包括：首先形成相连的震荡部件2与支撑层3；之后在支撑层3的裸露的表面上形成结构层1。
即先将震荡部件2与支撑层3固定连接在一起，之后再在支撑层3的没有连接震荡部件2的表面上形成结构层1。
在一个具体的例子中，参见图5，在第一阶段中，形成震荡部件2。在基底S上依次形成第一电极层21、压电材料层22、第二电极层23和支撑层3。基底S例如是玻璃、石英等。第一电极层21和第二电极层23的材料可以使Al、Ag、Cu、Mo、Ti等金属材料，它们可采用溅射(Sputter)或蒸镀等的沉积工艺形成，第一电极层21和第二电极层23的厚度可设置在5±0.5um的范围内，优选为5um。压电材料层22的材料例如是AlN、ZnO、PZT等，可采用溅射或者等离子增强化学气相沉积(PECVD)的沉积工艺形成，压电材料层22的厚度可设置在2±0.5um的范围内，优选为2um。
当然，对于图3和图4所示结构，可直接在第一电极21上生长压电材料层22。此时第一电极21的厚度应当足够大以满足结构的稳定性。
在第二阶段中，参见图6，在第二电极层23的表面沉积支撑层3。支撑层3的材料可选为SiO2、SiNx、Si等无机非金属材料，支撑层3的作用是实现对后续的结构层1的机械支撑。具体可通过等离子增强化学气相沉积(PECVD)或薄膜封装化学气相沉积(TFECVD)等的沉积工艺制作。随后，利用构图工艺在支撑层3背离第二电极层23的表面上形成结构层1。具体地，结构层1也可以是通过压印、电镀等构图工艺制造。
在第三阶段中，形成覆盖结构层1的抗粘性材料膜4。抗粘性材料膜4的材料例如是含氟的材料或其他低表面能的材料(例如甲基九氟丁醚、全氟丁基甲醚等)。具体可采用旋涂(Spin coating)、分子自组装工艺(SAM)或者蒸镀的方法制作抗粘性材料膜4。抗粘性材料膜4的厚度设置在单分子层的厚度范围内，厚度优选为1nm。完成后的产品形态参见图1。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种压印模板，包括结构层，结构层用于形成压印图案，其特征在于，压印模板还包括震荡部件，震荡部件用于带动结构层沿结构层的高度方向震荡。
2.根据权利要求1所述的压印模板，其特征在于，还包括支撑层，所述结构层设置在支撑层上，所述震荡部件具体用于带动支撑层震荡而实现所述结构层的震荡。
3.根据权利要求1或2所述的压印模板，其特征在于，所述震荡部件包括叠置的第一电极层、压电材料层、第二电极层，其中，第二电极层与所述结构层固定连接。
4.根据权利要求3所述的压印模板，其特征在于，所述压印模板包括支撑层，所述结构层设置在支撑层上，所述震荡部件具体用于带动支撑层震荡而实现所述结构层的震荡，所述第二电极层设置在所述支撑层的背离所述结构层的表面上。
5.根据权利要求3所述的压印模板，其特征在于，所述第一电极设置在基底上。
6.根据权利要求1所述的压印模板，其特征在于，还包括覆盖所述结构层的抗粘性材料膜。
7.一种压印方法，其特征在于，应用于根据权利要求1-6任意一项所述的压印模板，所述压印方法包括：
在将压印胶材压入所述结构层的过程中并且在将压印胶材压入所述结构层的底部之前的至少部分时段内，控制所述震荡部件带动所述结构层震荡。
8.根据权利要求7所述的压印方法，其特征在于，所述压印方法还包括：
在将压印胶材压入所述结构层后对压印胶材进行固化，并在将所述压印胶材与所述结构层脱模前，控制所述震荡部件带动所述结构层震荡。
9.根据权利要求7或8所述的压印方法，其特征在于，所述压印模版为根据权利要求3-5任意一项所述的压印模版，所述控制所述震荡部件带动所述结构层震荡包括：
向所述第一电极层和所述第二电极层之间施加交流电压。
10.根据权利要求7或8所述的压印方法，其特征在于，所述震荡部件产生的震荡的频率在2到8GHz之间。
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